డల్లాస్‌లోని యూనివర్శిటీ ఆఫ్ టెక్సాస్ మెకానికల్ ఇంజనీర్లు 3D-ప్రింటెడ్ తొడ ఎముకను రూపొందించారు, ఇది వైద్యులు ఎముకలను సరిచేయడానికి మరియు ఎముక కణితులకు చికిత్సలను అభివృద్ధి చేయడానికి శస్త్రచికిత్సలకు సిద్ధం చేయడంలో సహాయపడుతుంది.
UT సౌత్‌వెస్ట్రన్ మెడికల్ సెంటర్ ఆర్థోపెడిక్ సర్జన్‌ల సహకారంతో పనిచేసిన ఇంజనీర్లు, 3D-ప్రింటెడ్ తొడ ఎముకపై తమ మొదటి అధ్యయనాన్ని ఆన్‌లైన్‌లో ఆగస్టు 5న ప్రచురించారు ఆర్థోపెడిక్ రీసెర్చ్ జర్నల్.
ఎముక మధ్య విభాగంపై దృష్టి సారించిన ఈ అధ్యయనం, బయోమెకానికల్ పరీక్షలో ఉపయోగం కోసం తొడ ఎముక కోసం 3D-ప్రింటింగ్ పారామితులను ఏర్పాటు చేసింది. సాంకేతికత విస్తృత ఉపయోగం కోసం అందుబాటులోకి రావడానికి ముందు మరిన్ని అధ్యయనాలు అవసరమని పరిశోధకులు తెలిపారు.
వినూత్న శస్త్రచికిత్స ఇంప్లాంట్లు మరియు పద్ధతులను అధ్యయనం చేయడానికి మరియు ధృవీకరించడానికి, సర్జన్లు విరాళంగా ఇచ్చిన శవాలను లేదా వాణిజ్యపరంగా లభించే సింథటిక్ ఎముకలను ఉపయోగించి బయోమెకానికల్ అధ్యయనాలను నిర్వహిస్తారు, ఇవి సరైన శస్త్రచికిత్సా స్థిరీకరణను నిర్ణయించడంలో మరియు ఎముక యొక్క ప్రతిస్పందనను అంచనా వేయడంలో సహాయపడతాయి. సింథటిక్ ఎముకలు, శస్త్రచికిత్సా శిక్షణలో కూడా ఉపయోగించబడతాయి, ఇవి ఖరీదైనవి, కొనుగోలు చేయడానికి సమయం పడుతుంది మరియు రోగి-నిర్దిష్ట పరిష్కారాల కోసం సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉండవు.
ఆర్థోపెడిక్ బయోమెకానికల్ అధ్యయనాల కోసం తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన మరియు వేగవంతమైన ప్రత్యామ్నాయంపై సహకరించడానికి UT సౌత్ వెస్ట్రన్ పరిశోధకులు 3D-ప్రింటింగ్ టెక్నాలజీలో UT డల్లాస్ నిపుణుడైన డాక్టర్ వీ లిని రెండు సంవత్సరాల క్రితం సంప్రదించారు.
“శస్త్రచికిత్స కోసం ప్రణాళికలు రూపొందించడానికి, సర్జన్లు ఎముక యొక్క జ్యామితిని తెలుసుకోవాలి” అని ఎరిక్ జాన్సన్ స్కూల్ ఆఫ్ ఇంజనీరింగ్ మరియు కంప్యూటర్ సైన్స్‌లో మెకానికల్ ఇంజనీరింగ్ అసిస్టెంట్ ప్రొఫెసర్ మరియు ఇటీవలి అధ్యయనం యొక్క సంబంధిత రచయిత లి అన్నారు. “3D ప్రింటింగ్‌తో, మేము శరీరంలోని తొడ ఎముక యొక్క అదే జ్యామితితో తొడ ఎముక నమూనాను ప్రింట్ చేయగలుగుతున్నాము.”
ట్రయల్ మరియు ఎర్రర్ ద్వారా, UTD మెకానికల్ ఇంజనీరింగ్ డాక్టోరల్ విద్యార్థి కిషోర్ మైసూర్ నాగరాజా తొడ ఎముక యొక్క అనేక పునరావృత్తులు అభివృద్ధి చేశారు. Li’s Comprehensive Advanced Manufacturing Labలో పని చేస్తున్న మైసూర్ నాగరాజా, యాంత్రిక పనితీరు మరియు మెటీరియల్ లక్షణాలను కొలవడానికి ప్రతి కృత్రిమ ఎముకపై వరుస పరీక్షలను నిర్వహించి, నమూనాలను నిజమైన తొడల మాదిరిగానే ఉండేలా చేశారు.
డిసెంబరులో గ్రాడ్యుయేట్ చేయాలనుకుంటున్న మైసూర్ నాగరాజా మాట్లాడుతూ, “ఈ సహకార అనుభవం ఒక విద్యార్థి కోరుకునే ఉత్తమమైనది. “నా పరీక్ష పరిశోధన యొక్క మూల్యాంకనాన్ని నేరుగా ఉపయోగించబోయే వైద్యుల నుండి పొందడం మా పరిశోధన యొక్క మంచి ధృవీకరణ.”
ఎముక ప్రతిరూపం పాలిలాక్టిక్ యాసిడ్‌తో తయారు చేయబడింది, ఇది సాధారణంగా 3D ప్రింటింగ్‌లో ఉపయోగించే బయో-ఆధారిత, తక్కువ-ధర బయోడిగ్రేడబుల్ పాలిమర్. తొడ ఎముక యొక్క మధ్యభాగాన్ని సూచించే డిజైన్ దాదాపు 8 అంగుళాల పొడవు మరియు దాదాపు 1 అంగుళం వ్యాసం కలిగి ఉంటుంది. బయోమెకానికల్ పరీక్షలలో, ఇది మానవ తొడ ఎముకను కూడా ప్రదర్శించింది. పరిశోధకులు ప్రతి 3D-ముద్రిత తొడ ఎముక చేయడానికి $7 ఖర్చవుతుందని అంచనా వేశారు.
3D-ప్రింటెడ్ ఎముకలు సంభావ్య అనువర్తనాల పరిధిని కలిగి ఉన్నాయని లి చెప్పారు. ఉదాహరణకు, పాలిమర్, టైటానియం వంటి ఎముక మరమ్మత్తులో ఉపయోగించే ఇతర పదార్థాలను భర్తీ చేయవచ్చు. పరిశోధకులు 3D-ప్రింటెడ్ ఎముకలపై కణితులను ప్రింట్ చేయగలరని మరియు ప్రింటెడ్ శాంపిల్స్‌పై పరీక్ష చికిత్సలు చేయవచ్చని లేదా మానవ ఎముక కణజాలం పెరగడానికి ప్రతిరూపాలను ఉపయోగించవచ్చని లి చెప్పారు.
అధ్యయనంలో పాల్గొన్న UT నైరుతి పరిశోధకులలో మొదటి రచయిత డాక్టర్. రాబర్ట్ వీన్‌స్చెంక్, ఆర్థోపెడిక్ ఆంకాలజీ సర్జన్ మరియు 3D-ప్రింటింగ్ ల్యాబ్‌ను నడుపుతున్న చేతి మరియు ఎగువ అంత్య భాగాల సర్జన్ అయిన డాక్టర్ రిచర్డ్ సమాడే ఉన్నారు. ఇద్దరూ బయోమెడికల్ ఇంజినీరింగ్‌లో సెకండరీ నియామకాలతో ఆర్థోపెడిక్ సర్జరీకి అసిస్టెంట్ ప్రొఫెసర్‌లు; సమాడేకు ప్లాస్టిక్ సర్జరీలో ద్వితీయ నియామకం ఉంది.
“నేను డాక్టర్ లీ మరియు అతని బృందాన్ని సంప్రదించాను, అదృష్టవశాత్తూ ఇది మా మధ్య అద్భుతమైన సహకారంగా మారింది” అని వీన్‌చెంక్ చెప్పారు. “పరిజ్ఞానం మరియు నైపుణ్యంతో డాక్టర్ సమడే మరియు నేను సర్జన్లుగా ఉన్నాము — ఇంజనీరింగ్ నేపథ్యాలు ఉన్నవారు — డాక్టర్ లి యొక్క అద్భుతమైన జ్ఞానం మరియు మెకానికల్ టెస్టింగ్‌లో నైపుణ్యం మరియు అతని అద్భుతమైన వనరులతో కలిపి, మా సహకార బృందం ప్రత్యేకంగా ప్రయత్నించడానికి సిద్ధంగా ఉంది. ఈ రకమైన సవాళ్లను ఎదుర్కోండి.”
అదనపు రచయితలు మాజీ UTD విద్యార్థి ఫైకా ఆలం BS’23, మరియు మేలో UT సౌత్‌వెస్ట్రన్ నుండి పట్టభద్రుడైన డాక్టర్ బ్లెయిన్ ఓల్డ్‌హామ్.
